UAS

Nama : Gina Yulva Eka Putri

Nim    : 2410952059

Kelas  : TE-C 24

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Soal Nomor 1

2. Soal Nomor 2

3. Soal Nomor 3

4. Soal Nomor 4

1. Soal Nomor 1 [Kembali]

Buatlah suatu rangkaian aplikasi penguat dengan op-amp. menggunakan 2 input sensor (analog & digital) dan output seperti motor atau komponen output lainnya. 

Jawaban : Download File Rangkaian  klik di sini

Gambar Rangkaian

 

saat suhu laptop normal

  

 

 

saat suhu laptop panas 

Prinsip Kerja Rangkaian

Pada rangkaian aplikasi ini, motor penggerak sebagai penggerak pendingin laptop bekerja dengan bantuan perintah sensor infrared dan sensor suhu LM 35.

Sistem kerjanya yaitu, saat laptop diletakkan pada tatakan rangkaian sensor pendingin, maka sensor infrared berlogika 1 akan mendekteksi adanya manusia yang berada di depan tatakan laptop, maka sensor infrared aktif bekerja mengaliri tegangan output ke kaki base transistor NPN Q2 mengaktifkan transistor NPN Q2, maka tegangan akan mengalir dari DC generator kaki kolektor mengaktifkan relay kaki kolektor lalu menuju ke kaki emitor hingga diakhiri ke ground, sehingga kipas pendingin 1 laptop hidup sebagai kipas reguler yang di tandai dengan hidupnya lampu LED hijau.

Pada saat kondisi laptop overheating atau terlalu panas >35°C, maka sensor LM 35 akan mendeteksi suhu, sehingga menghasilkan tegangan kepada base, maka transistor NPN Q1 akan aktif bekerja, sehingga tegangan dari kaki kolector dapat mengalir melalui relay 2P lalu terus ke kaki emitor, maka relay 2P aktif sehingga kipas pendingin ekstra laptop hidup yang ditandai dengan rangkaian komparator non inverting op-amp bekerja pada warna lampu LED merah hidup, menandakan bahwa suhu laptop melewati batas normal.

Saat suhu laptop kembali normal, maka saat LM 35 mencapai suhu <26°C, maka sensor suhu LM 35 akan menonaktifkan transistor, sehingga tegangan menuju relay 2 tidak dapat mengalir dan kipas pendingin ekstra akan mati yang ditandai dengan rangkaian komparator non inverting op-amp bekerja pada warna lampu LEDbiru hidup, menandakan bahwa suhu laptop kembali normal.

2. Soal Nomor 2 [Kembali]

Buatlah suatu rangkaian aplikasi kontrol greenhouse menggunakan input-input sensor dan output-output seperti motor atau komponen output lainnya.

Jawaban :  Download File Rangkaian klik di sini 

Gambar Rangkaian

 

Prinsip Kerja Rangkaian

Rain Sensor 
Sensor akan menerima tegangan input sebesar 7V. Ketika turun hujan maka sensor akan berlogika 1 dan mengeluarkan output terukur sebesar 5V. Lalu tegangan 5V diumpankan ke kaki positif non inverting pada rangkaian detector non inverting amplivier.  Akan terhitung output pada rangkaian detector non inverting amplivier sebesar 14V yang didapat dari rumus Vout = Aol (V1-V2). Ketika V2 < V1 maka output yang dikeluarkan akan bernilai positif, dan ketika V2 > V1 maka outputnya akan bernilai negativ. Lalu dari tegangan 14V diumpankan ke R21 yang bernilai 10K ohm terus diumpankan ke rangkaian fixed bias dan terukur VBE sebesar 0.9V, dimana syarat untuk transistor aktif adalah >0.7V (transistor aktif). Dari power supply sebesar 5V diumpankan ke R25 sebesar 10K ohm lalu diumpankan ke kaki base, terus menuju kaki emitor dan terakhir ke ground, dan dari power supply sebesar 5V diumpankan ke relay, lalu ke kaki kolektor, terus ke kaki emitor dan berakhir di ground. Dengan adanya arus di relay maka akan memindahkan swich dari kanan ke kiri, sehingga terjadinya loop dengan batrai sebesar 12V dan ditandai dengan bergeraknya motor listrik lalu atap ruangan akan menutup. 

Touch Sensor 
Ketika seseorang menyentuh sensor di dekat pintu keluar labor, maka sensor akan berlogika satu sehingga arus keluar dari sensor menuju masuk ke kaki non inverting op amp, tegangan yg terbaca pada op amp non inverting sebesar 5 volt, rangkaian yg dipakai adalah non inverting amplifier dimana akan mengalami penguatan dua kali pada vout. rumus dari non inverting amplifier adalah (rf/ri+1) vin sehingga didapatkan (10k/10k+1)5 = 10 volt. Kemudian arus melewati R8 yg besarnya 10k, dan ada resistor fixed bias. Karena tegangan pada kaki basis 0,87V sehingga transistor aktif. Maka arus dari sumber tegangan 9v akan mengalir ke relay lalu ke kolektor, lalu emitor dan ke ground. Switch relay akan berpindah ke kiri dan tegangan baterai sebesar 12v akan mengalirkan arus ke motor sehingga motor akan bergerak membuka keran air .

 

3. Soal Nomor 3 [Kembali]

Buatlah suatu rangkaian aplikasi kontrol incubator dengan ketentuan: 

 a. Ada sensor analog dan sensor digital

 b. Ada kondisi ≥ 2 sensor untuk suatu output dan kebalikannya.

Jawaban : Download File Rangkaian  klik di Sini

Gambar Rangkaian

 Prinsip Kerja 

Sensor HIH-5030

    Sensor ini bekerja ketika mendeteksi kelembaban disekitar meningkkat yang beriringan dengan Sensor LM35 dimana ketika pompa air hidup yang menyebabkan kelembaban lingkungan sekitar inkubator akan meningkat dimana apabila kelembaban yang terukur >12 maka sensor akan merespon dengan mengeluarkan output yang masuk kedalam op amp dan terus ke transistor melalui kaki base dan dari Vcc tegangan masuk ke relay dsn menyebabkan relay memiliki tegangan sehingga switch pada relay berpindah dan memebuat suatu rangkaian loop tertutup dan menghidupkan Heater sebagai pemanas untuk mengurangi kelembaban yang terukur. Lalu dari relai tadi tegangan masuk ke transistor melalui kaki kolektor, maka dari kedua kaki transistor tadi dikeluarkan melalui kaki emitor dan masuk ground.

Sensor PIR

    Sensor PIR bekerja ketika mendetreksi gerakan disekitar baik berupa bahaya dari hewan buas ataupun telur yang menetas, ketika logicstate di swicth menjadi 1 maka sensor akan otomatis aktif yang mengeluarkan ouput berupa buzzer sebagai penanda jika terjadi hal-hal yang mencurigakan. Dan prinsip kerja pada inkubator telur ialah. Saat telur ingin menetas retakan pada telur akan terbaca sensor pir sebagai gerakan dan kemudian akan mengeluarkan output berupa tegangan V yang dialirkan dari arus  ke transistor yang bertipe emitter stabilized bias yang berfungsi untuk menguatkan sinyal. Yang kemudian tegangan dan arus yang telah dikuatkan melalui transistor akan membuat buzzer merespon dan buzzer akan mengeluarkan tanda berupa bunyi (buzzer mengubah getaran listrik menjadi getaran suara) Lalu dari relai tadi tegangan masuk ke transistor melalui kaki kolektor, maka dari kedua kaki transistor tadi dikeluarkan melalui kaki emitor dan masuk ground.

Sensor LM35

    Sensor ini bekerja dengan cara mendeteksi suhu disekitar dimana ketika suhu terdeteksi >37 maka secara otomatis pompa air akan hidup untuk mengurangi suhu disekitar dan ketika suhu kembali turun kipas akan hidup untuk menetralkan suhu yang ada. 

secara spesifik rangkaian ini  bekerja dimana tegangan yang dikeluarkan sensor berupa arus mengalir masuk kedalam op amp detector non inverting lm741 yang mengeluarkan tegangan output sesuai dengan rumus Vout=Aol(Vin-Vref) yang akan terbaca oleh voltmeter dan masuk ke transistor. Dari Vcc tengangan mengalir masuk ke relay sehingga relay memiliki tegangan yang menyebabkan switch pada relay berpindah dan menghasilkan suat rangkaian loop.Kemudian kedua arus tersebut teru msuk ke transisitor dari kaki base dan kolektor dan dikeluarkan ke emitor sehinggan diteruskan menuju ground.

 

4. Soal Nomor 4 [Kembali]

Buatlah suatu rangkaian aplikasi sesuai Tugas Besar anda yang terdiri dari ≥ 5 input sensor(analog & digital) dan output (seperti motor, heater, Fan, lampu dll) dengan melibatkan rangkaian kontrol yang memakai penguat transistor(bias berbeda) dan op-amp. (tipe rangkaian yang berbeda)

Jawaban : Download File Rangkaian Klik Di sini

Gambar Rangkaian

Rangkaian Keseluruhan

 

Rangkaian Kontrol Rollet Golden Otomatis

 Prinsip Kerja

Secara Umum :

1. Rangkaian Kontrol Rollet.

Terdiri atas 3 sensor, taitu sensor suara, touch dan UV. Sensor suara untuk menggerakkan motor dengan membuka Rollet ke atas, sensor touch untuk menggerakkan motor dengan menutup rollet ke bawah. Serta sensor UV untuk membatasi keaktifan kedua sensor lainnya. Saat sensor UV mendeteksi cahaya yang cukup pada pagi hari, maka rangkaian yang aktif hanya rangkaian sensor sound saja. Saat Sensor UV tidak mendeteksi cahaya lagi pada malam hari, maka rangkaian yang aktif hanya pada rangkaian sensor touch.


Secara Detail :


1. Rangkaian Kontrol Rollet.


Sensor Sound mendeteksi suara yang kencang sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +5V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Rangkaian Buffer. Rumus tegangan outputnya adalah Vo = Vi Jadi di dapatkan Vo = +5V.


Disini nilai tegangan outputnya adalah +5V yang lalu diumpankan ke R14 dan diumpankan ke kaki base transistor, lalu diumpankan ke kaki emitor, lalu diumpankan ke ground.

Disini terdeteksi Vbe sebesar +0.77V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.


Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground. Sehingga Switch berpindah.

Namun, sensor ini harus bekerja bersamaan dengan sensor UV, dimana saat sensor UV mendeteksi pencahayaan yang terang sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +0.6V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non Inverting. Rumus tegangan outputnya adalah (V1-V2) * Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan (0.6 - 0.06) * 200.000 = 108 000 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.

Disini nilai tegangan outputnya adalah +10.9 V yang lalu diumpankan ke R16 dan diumpankan ke kaki base transistor, lalu ke kaki emitor, lalu menuju ke ground.

Vbe yang terdeteksi sebesar +0.84V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.


Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.

Maka nantinya switch akan berpindah sehingga terbentuk loop arus baterai pada rangkaian pembuka rollet. Sehingga motor yang berfungsi untuk membuka rollet ke atas akan on.


Selanjutnya, Sensor Touch mendeteksi sentuhan sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +5V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Rangkaian Buffer. Rumus tegangan outputnya adalah Vo = Vi Jadi di dapatkan Vo = +5V.

Disini nilai tegangan outputnya adalah +5V yang lalu diumpankan ke R7 dan diumpankan ke kaki base transistor, lalu ke kaki emitor, lalu menuju ke ground.

Disini terdeteksi Vbe sebesar +0.80V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.


Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.

Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah.


Namun, sensor ini juga harus bekerja bersamaan dengan sensor UV, dimana saat sensor UV tidak mendeteksi cahaya atau tegangan yang dihasilkan < +0.07V maka tegangan di kaki non inverting lebih kecil dari kaki inverting, sehingga nilai outputnya akan mendekati tegangan Vsat- yaitu sebesar -11.0V dan transistor tidak akan on sehingga switch pada relay berada di kanan. Sehingga terbentuk loop arus baterai pada rangkaian penutup rollet. Sehingga Maka motor yang berfungsi untuk menutup rollet ke bawah akan on.

 

Rangkaian Kontrol Gorden Otomatis

 Prinsip Kerja

Secara Umum :


2. Rangkaian Kontrol Gorden.


Terdiri atas 1 sensor yaitu sensor UV. Saat sensor UV mendeteksi cahaya yang cukup pada pagi hari, maka motor yang berguna menggerakkan gorden terbuka akan on. Saat Sensor UV tidak mendeteksi cahaya lagi pada malam hari, maka lampu hidup menerangi ruangan dan motor yang berguna untuk menutup gorden tertutup akan on.

Secara Detail :


2. Rangkaian Kontrol Gorden.


Sensor Ultraviolet mendeteksi pencahayaan yang terang sehingga tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +0.07V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non Inverting. Rumus Vout = (V1-V2) x Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan (0.6 - 0.06) * 200.000 = 108 000 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.


Disini nilai tegangan outputnya adalah +10.9V yang lalu diumpankan ke R10 dan diumpankan ke kaki base transistor, lalu ke kaki emitor, lalu menuju ground.


Vbe yang terdeteksi sebesar +0.84V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.

Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.


Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah. Maka motor yang berfungsi untuk membuka gorden akan hidup dan gorden terbuka.


Sebaliknya jika sensor tidak mendeteksi cahaya atau tegangan yang dihasilkan < +0.07V maka tegangan di kaki non inverting lebih kecil dari kaki inverting, sehingga nilai outputnya akan mendekati tegangan Vsat- yaitu sebesar -11.0V dan transistor tidak akan on sehingga switch pada relay tidak berpindah dan motor untuk menutup gorden berjalan.

 

Rangkaian Kontrol Jendela Otomatis

Prinsip Kerja

Secara Umum : 


3. Rangkaian Kontrol Jendela.


Terdiri atas 2 sensor, yaitu kelembaban dan sensor piezzo. Sensor kelembaban akan bekerja pada nilai batasan 55 dimana jika nilai kelembaban >55 maka motor yang berguna untuk membuka jendela akan on. Jika kelembaban <55 maka motor yang berguna untuk menutup jendela akan on.


Sensor Piezzo disini akan mengontrol kerja sensor kelembaban, dimana jika kelembaban >55 dan jendela terbuka, namun terdeteksi angin kencang di luar ruangan sehingga memberikan tekanan yang cukup bagi sensor piezzo untuk aktif, maka jendela yang sebelumnya terbuka akan dipaksa untuk menutup. 


Secara Detail :


3. Rangkaian Kontrol Jendela.

Sensor Kelembaban mendeteksi kelembaban udara di dalam ruangan. Jika kelembaban >55% maka  tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +2.53V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non Inverting. Rumus Vout = (V1-V2) x Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan (2.53-2.50)*200.000 = 6000 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.


Disini nilai tegangan outputnya adalah +11.0V yang lalu diumpankan ke R21 dan diumpankan ke kaki base transistor, lalu ke kaki emitor, lalu menuju ke ground.

Disini terdeteksi Vbe sebesar +0.80V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.


Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.

Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah. Maka motor yang berfungsi untuk membuka jendela akan hidup dan jendela terbuka.


Sebaliknya jika sensor mendeteksi kelembaban <=55% maka tegangan yang dihasilkan +2.47V. Maka tegangan di kaki non inverting lebih kecil dari kaki inverting, sehingga nilai outputnya akan mendekati tegangan Vsat- yaitu sebesar -11.0V dan transistor tidak akan on sehingga switch pada relay tidak berpindah dan motor untuk menutup jendela berjalan.


Kemudian untuk rangkaian Sensor Piezzo akan digunakan dalam mendeteksi perubahan tekanan diakibatkan perubahan kecepatan angin di luar ruangan. Saat tegangan yang terdeteksi mencapai nilai +3.82V. Tegangan akan diumpankan ke kaki non inverting Op Amp. Disini digunakan Detektor Non-Inverting. Rumus Vout = (V1-V2) x Aol. Dimana V1 adalah tegangan di kaki non inverting dan V2 adalah tegangan di kaki inverting. Jadi di dapatkan 3.82-2.50 = +1.32V dikali 200.000 = 264 000 dimana hasilnya bernilai + dan nilai tegangan output akan mendekati nilai Vsat+.


Disini nilai tegangan outputnya adalah +10.9V yang lalu diumpankan ke R17 dan diumpankan ke kaki base transistor, lalu ke kaki emitor, lalu menuju ground.

Disini terdeteksi Vbe sebesar +0.85V sehingga transistor on karena Vbe telah melebihi +0.6V.


Akibat dari transistor on adalah, arus dari power +5V akan mengalir ke relay dan terus ke kaki kolektor dan menuju kaki emitor lalu ke ground.

Akibat dari relay telah dialiri arus, maka switch akan berpindah. Akibatnya jendela yang sedang terbuka akan dipaksa menutup dengan memutus rangkaian loop pembuka jendelanya dan mengalirkan arus dari baterai 5 ke motor penutup jendela serta LED. Sehingga motor on, jendela tertutup, dan lampu ruangan hidup.